本發(fā)明涉及耐蝕鋼，尤其涉及一種耐海洋大氣腐蝕鋼及其制備方法和應用。

背景技術：

1、為了促進環(huán)渤海區(qū)域經濟全面協(xié)調發(fā)展，需要建造跨海橋梁以緩解鐵路干線的運輸壓力，而海洋大氣環(huán)境具有高濕、高氯離子和高輻照強度的特點，嚴重威脅了該環(huán)境下橋梁等基礎設施的建設、運行和維護，因此，需要一種耐腐蝕性能優(yōu)異的耐候鋼以抵御海洋大氣環(huán)境的威脅。

2、目前，越來越多的學者專注于耐海洋大氣腐蝕用鋼的研發(fā)。例如日本開發(fā)除了一種高ni體系海岸大氣環(huán)境用耐候鋼，但是為了提高鋼的耐蝕性能，在耐候鋼的配方中添加了大量的cu、si、mo等元素，而這些元素的過量加入惡化了耐候鋼焊接區(qū)的性能，降低了焊接熱影響區(qū)的低溫韌性，不利于焊接技術在鋼制造中的應用，并造成了跨海橋梁等建筑設施的安全隱患。

3、為了同時提高耐候鋼的耐蝕性和焊接熱影響區(qū)低溫韌性，人們做了很多研究，例如cn104046898a中公開了一種高性能耐海洋氣候鋼板及其制造方法，該鋼板具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，焊接熱影響區(qū)-40℃的charpy沖擊功≥100j，耐候鋼的屈服強度為386～423mpa，抗拉強度為511～556mpa，該耐候鋼強度為q355級別，不能滿足高載荷使用環(huán)境，且耐候鋼的焊接熱影響區(qū)低溫韌性較低，不能滿足實際應用的需求。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種耐海洋大氣腐蝕鋼及其制備方法和應用，本發(fā)明提供的耐海洋大氣腐蝕鋼強度高，用于焊接時得到的焊接熱影響區(qū)的低溫韌性好。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

3、本發(fā)明提供了一種耐海洋大氣腐蝕鋼，按重量百分數(shù)計，包括c?0.03～0.08％、si0.05～0.19％、mn?0.91～1.25％、ni?1.2～1.5％、cu?0.15～0.55％、mo?0.21～0.40％、nb0.010～0.019％、v?0.02～0.04％、ti?0.01～0.03％、als?0.02～0.05％、n0.003～0.006％、p?0.001～0.015％、o≤0.004％、s≤0.005％，以及余量的fe；

4、所述耐海洋大氣腐蝕鋼中各元素的含量滿足以下條件：

5、碳當量ceq≤0.17，耐候性η1.3～1.6，析出相的數(shù)量和尺寸α0.2～0.4，耐海岸大氣環(huán)境腐蝕指數(shù)i≥1.2；

6、所述ceq＝{25[c]+0.56*(1.5[mn]+[si]+1.25[ni]+1.7[cu]+5[mo]+5[nb]+5[v])}/25；

7、所述η＝3([ni]*[mo])+[ni]*[cu]；

8、所述α＝([v]/51+[ti]/48+[nb]/93)/([c]/12+[n]/14)；

9、所述i＝1/{(1.0-0.16[c])*(1.05-0.05[si])*(1.04-0.016[mn])*(1.0-0.5[p])*(1.0+1.9[s])*(1.0-0.1[cu])*(1.0-0.12[ni])*(1.0-0.3[mo])*(1.0-1.7[ti])}。

10、優(yōu)選的，所述的耐海洋大氣腐蝕鋼，按重量百分數(shù)計，包括c?0.03～0.05％、si0.10～0.19％、mn?0.91～1.20％、ni?1.20～1.35％、cu?0.15～0.40％、mo?0.21～0.30％、nb?0.010～0.016％、v?0.020～0.035％、ti?0.01～0.02％、als?0.020～0.040％、n0.003～0.005％、p?0.001～0.010％、o≤0.003％、s≤0.003％，以及余量的fe。

11、優(yōu)選的，所述的耐海洋大氣腐蝕鋼，按重量百分數(shù)計，包括c?0.035～0.045％、si0.15～0.18％、mn?0.98～1.10％、ni?1.22～1.30％、cu?0.20～0.35％、mo?0.25～0.28％、nb?0.013～0.015％、v?0.025～0.03％、ti?0.014～0.017％、als?0.025～0.030％、n0.0034～0.0040％、p?0.002～0.003％、o≤0.002％、s≤0.002％，以及余量的fe。

12、本發(fā)明還提供了上述技術方案所述的耐海洋大氣腐蝕鋼的制備方法，包括以下步驟：

13、(1)將原料進行熔煉后澆鑄，得到鋼錠；

14、(2)將所述步驟(1)得到的鋼錠進行熱軋，得到鋼板；

15、(3)將所述步驟(2)得到的鋼板進行回火處理，得到耐海洋大氣腐蝕鋼。

16、優(yōu)選的，在所述步驟(2)的熱軋前對鋼坯依次進行加熱和保溫，所述保溫的溫度為1150～1200℃，所述保溫的時間為2～3h。

17、優(yōu)選的，所述步驟(2)中熱軋包括依次進行的粗軋和精軋。

18、優(yōu)選的，所述粗軋的開軋溫度為1100～1120℃，終軋溫度為1000～1080℃；所述粗軋的累積下壓率為35％以上。

19、優(yōu)選的，所述精軋的開軋溫度為870～930℃，終軋溫度為830～850℃；所述精軋的累積下壓率為30％以上。

20、優(yōu)選的，所述步驟(3)中回火處理的溫度為400～550℃，回火處理的時間為(h+40)min；所述h為所述步驟(2)得到的鋼板的厚度，所述h的單位為mm。

21、本發(fā)明還提供了上述技術方案所述耐海洋大氣腐蝕鋼或按照上述技術方案所述的制備方法制備的耐海洋大氣腐蝕鋼在海洋大氣環(huán)境中的應用。

22、本發(fā)明提供了一種耐海洋大氣腐蝕鋼，按重量百分數(shù)計，包括c?0.03～0.08％、si0.05～0.19％、mn?0.91～1.25％、ni?1.2～1.5％、cu?0.15～0.55％、mo?0.21～0.40％、nb0.010～0.019％、v?0.020～0.040％、ti?0.010～0.030％、als?0.020～0.050％、n0.0030～0.0060％、p?0.001～0.015％、o≤0.0040％、s≤0.005％，以及余量的fe；所述耐海洋大氣腐蝕鋼中各元素的含量滿足以下條件：碳當量ceq≤0.17，耐候性η1.3～1.6，析出相的數(shù)量和尺寸α0.2～0.4，耐海岸大氣環(huán)境腐蝕指數(shù)i≥1.2。本發(fā)明提供的耐海洋大氣腐蝕鋼通過控制c、si的含量，降低焊接裂紋敏感性，減少焊接熱影響區(qū)的m-a組元脆性相，提高焊接熱影響區(qū)的低溫韌性；通過ni與cu和mo之間的復合作用，改善了cu元素導致的焊接熱裂紋傾向和mo元素過多導致的焊接熱影響區(qū)低溫韌性差的缺點；適量的ti元素可以與n形成具有高溫穩(wěn)定性的tin粒子，釘扎焊接熱影響區(qū)的原奧氏體晶界，控制原奧晶粒長大，細化晶粒，提高焊接熱影響區(qū)的低溫韌性；適量v元素可以與c、n結合，固定自由的[n]，形成彌散分布的v(c,n)粒子，可作為異質形核質點，在焊接熱影響區(qū)促進塊/針狀鐵素體在晶內和晶界的形核，細化組織并抑制粗大粒狀貝氏體，提高鋼材料焊接熱影響區(qū)的低溫韌性。實施例的結果顯示，本發(fā)明提供的耐海洋大氣腐蝕鋼在熱輸入量15-35kj/cm焊接條件下，典型焊接熱輸入下焊接熱影響區(qū)-40℃的charpy沖擊≥150j，具有良好的低溫韌性。此外，本發(fā)明提供的耐海洋大氣腐蝕鋼的耐腐蝕性能優(yōu)異，鋼材料的腐蝕失重量在360h時為118mg/cm2，腐蝕失重速率為0.33mg/cm2*h，比普通的c-mn鋼材料的耐腐蝕性能高3～4倍，屈服強度為486～515mpa，抗拉強度為590～624mpa，延伸率為23～25％，屈強比為0.81～0.83，-40℃夏比v型缺口沖擊功≥280j，沖擊斷口纖維斷面率≥85％。